JP7633619B2 - Tunnel construction method - Google Patents
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Description
本発明は、トンネル覆工用のセグメントの継手構造とトンネルの施工方法とに関する。 The present invention relates to a joint structure for tunnel lining segments and a tunnel construction method.
地中に形成されるトンネルの一例であるシールドトンネルは、シールド工法により形成される。シールド工法では、例えば、シールド掘進機で地山を掘削しながら、シールド掘進機の後部で次々にトンネル覆工用のセグメント（以下、単に「セグメント」と称する）をトンネル周方向に組み立ててセグメントリングを構築すると共に、隣接するセグメントリング同士をトンネル軸方向で連結することで円筒状の覆工体を構築する。換言すれば、前述の覆工体は、複数のセグメントをトンネル周方向及びトンネル軸方向に連結させることによって構築される。この点、特許文献１には、隣り合うセグメント同士を連結するための継手構造が開示されている。 A shield tunnel, which is an example of a tunnel formed underground, is formed by the shield method. In the shield method, for example, while the ground is excavated with a shield machine, tunnel lining segments (hereinafter simply referred to as "segments") are assembled one after another in the tunnel circumferential direction at the rear of the shield machine to construct segment rings, and adjacent segment rings are connected in the tunnel axial direction to construct a cylindrical lining body. In other words, the aforementioned lining body is constructed by connecting multiple segments in the tunnel circumferential direction and the tunnel axial direction. In this regard, Patent Document 1 discloses a joint structure for connecting adjacent segments.
前述の覆工体については、その一部にシールド掘進機のカッタヘッドによって切削可能な部分を設けることがある。その例が特許文献２，３に開示されている。 The aforementioned lining may have a portion that can be cut by the cutter head of a shield tunneling machine. Examples of this are disclosed in Patent Documents 2 and 3.
従来、前述の切削可能な部分をシールド掘進機のカッタヘッドで切削するために、当該部分内にセグメントの継手構造が位置しないように、セグメントの特異な割り付けが行われていた（特許文献２，３参照）。これは、セグメントの継手構造（特許文献１参照）の構成要素が金属製であり、この金属製の構成要素をシールド掘進機のカッタヘッドで切削すると支障が出るからである。従って、前述のセグメントの特異な割り付けによって、セグメントの組み立て作業に手間と時間を要していた。 Conventionally, in order to cut the aforementioned cuttable portion with the cutter head of the shield tunneling machine, the segments were uniquely allocated so that the joint structure of the segments was not located within that portion (see Patent Documents 2 and 3). This is because the components of the segment joint structure (see Patent Document 1) are made of metal, and cutting these metal components with the cutter head of the shield tunneling machine would cause problems. Therefore, the aforementioned unique allocation of the segments required a lot of time and effort to assemble the segments.
本発明は、このような実状に鑑み、シールド掘進機のカッタヘッドによる切削が可能なセグメントの継手構造を提供することを目的とする。 In view of these circumstances, the present invention aims to provide a segment joint structure that can be cut using the cutter head of a shield tunneling machine.
本発明に係るトンネルの施工方法は、コンクリート製である円弧状のセグメントをトンネル周方向に組み立ててセグメントリングを形成すると共に、隣接するセグメントリング同士をトンネル軸方向で連結することで円筒状の覆工体を形成することを含む。
継手構造は、隣り合うセグメントの端部同士を突き合わせて接合するものであり、一方のセグメントの端部に埋設された樹脂製の第１インサート部材と、他方のセグメントの端部に埋設された樹脂製の第２インサート部材と、第１インサート部材と第２インサート部材とを連結する金属製の連結手段と、を備える。連結手段は第１ボルトと第２ボルトと板状部材とを含む。第１インサート部材は、第１ボルトの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を有する。第２インサート部材は、第２ボルトの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を有する。板状部材は、隣り合うセグメントの端部同士に跨るように配置される。板状部材には、第１ボルトの雄ねじ部が挿通される第１挿通孔と、第２ボルトの雄ねじ部が挿通される第２挿通孔とが貫通形成されている。隣り合うセグメントの内面には、隣り合うセグメント同士で連続するように凹部が形成されて、凹部の底面がコンクリート面である。板状部材と第１ボルトの頭部と第２ボルトの頭部とが凹部内に収容されて、板状部材が凹部の底面に当接する。
The tunnel construction method of the present invention includes assembling arc-shaped concrete segments in the circumferential direction of the tunnel to form segment rings, and connecting adjacent segment rings in the axial direction of the tunnel to form a cylindrical lining body.
The joint structure butts and joins the ends of adjacent segments, and includes a first insert member made of resin embedded in the end of one segment, a second insert member made of resin embedded in the end of the other segment, and a metal connecting means for connecting the first insert member and the second insert member. The connecting means includes a first bolt, a second bolt, and a plate-shaped member. The first insert member has a female threaded portion into which the male threaded portion of the first bolt is screwed. The second insert member has a female threaded portion into which the male threaded portion of the second bolt is screwed. The plate-shaped member is disposed so as to straddle the ends of the adjacent segments. A first insertion hole through which the male threaded portion of the first bolt is inserted and a second insertion hole through which the male threaded portion of the second bolt is inserted are formed through the plate-shaped member. A recess is formed on the inner surface of the adjacent segments so as to be continuous between the adjacent segments , and the bottom surface of the recess is a concrete surface . The plate-like member, the head of the first bolt, and the head of the second bolt are housed in the recess , and the plate-like member abuts against the bottom surface of the recess.
本発明に係るトンネルの施工方法は、覆工体の一部であるセグメント群であって、前述の継手構造により連結されて組み立てられたセグメント群において、連結手段をセグメント群から撤去すること、及び、連結手段が撤去されたセグメント群をシールド掘進機のカッタヘッドで切削すること、を含む。 The tunnel construction method of the present invention includes removing connecting means from a segment group which is part of a lining body and which is connected and assembled by the above-mentioned joint structure, and cutting the segment group from which the connecting means has been removed with a cutter head of a shield tunneling machine.
本発明によれば、セグメントの継手構造を構成する第１インサート部材及び第２インサート部材が樹脂製である。ゆえに、当該継手構造については、それを構成する連結手段を撤去した後、第１インサート部材及び第２インサート部材を含む残部をシールド掘進機のカッタヘッドによって切削することができる。 According to the present invention, the first and second insert members constituting the joint structure of the segments are made of resin, and therefore, after the connecting means constituting the joint structure is removed, the remaining portion including the first and second insert members can be cut by the cutter head of the shield machine.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
図１は、本発明の第１実施形態におけるトンネルの施工方法を示す。 Figure 1 shows a tunnel construction method in the first embodiment of the present invention.
既設のトンネル１は、シールド工法により形成されたシールドトンネルである。シールド工法では、図示しないシールド掘進機で地山を掘削しながら、シールド掘進機の後部で次々に円弧状のセグメントをトンネル周方向に組み立ててセグメントリングを形成すると共に、隣接するセグメントリング同士をトンネル軸方向で連結することで円筒状の覆工体を形成する。この工法では、シールド掘進機は、その後方の既設セグメントリングを推進ジャッキで後方へ押圧し、その反力として発生する推力によって、地山を掘削しながら前進する。 The existing tunnel 1 is a shield tunnel formed by the shield method. In this method, while a shield machine (not shown) excavates the ground, arc-shaped segments are assembled one after another in the circumferential direction of the tunnel at the rear of the shield machine to form segment rings, and adjacent segment rings are connected in the axial direction of the tunnel to form a cylindrical lining. In this method, the shield machine pushes the existing segment ring behind it backward with a thrust jack, and the thrust generated as a reaction force moves the machine forward while excavating the ground.
本実施形態におけるトンネルの施工方法では、まず、トンネル１内に例えば梁や柱を含む支保工２を設けることで、トンネル１内を補強する。そして、トンネル１の側部に重なるように新たなトンネルを形成する。この新たなトンネルは、前述のシールド掘進機とは別のシールド掘進機４を用いて形成される。トンネル１の覆工体のうち、シールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削され得る部分５には、切削可能な円弧状のセグメント１０（図２及び図３参照）が複数配置されている。 In the tunnel construction method of this embodiment, first, the inside of tunnel 1 is reinforced by installing supports 2, including beams and columns, within tunnel 1. Then, a new tunnel is formed so as to overlap the side of tunnel 1. This new tunnel is formed using a shield machine 4 that is different from the above-mentioned shield machine. A plurality of cuttable arc-shaped segments 10 (see Figures 2 and 3) are arranged in a portion 5 of the tunnel 1 lining that can be cut by the cutter head 4a of the shield machine 4.
図２は、トンネル１の覆工体のうち、シールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削され得る部分５の一部を地山側と反対の側から見た図である。以下の説明では、セグメント１０のうち、トンネル１の覆工体の内面（内壁面）を構成する表面を「内面」と称する一方、トンネル１の覆工体の外面（地山側表面）に対応する表面を「外面」と称する。従って、図２は、セグメント１０の内面１１を示す。 Figure 2 shows a portion of the portion 5 of the tunnel 1 lining that can be cut by the cutter head 4a of the shield machine 4, viewed from the side opposite the natural ground. In the following description, the surface of the segment 10 that constitutes the inner surface (inner wall surface) of the tunnel 1 lining is referred to as the "inner surface," while the surface that corresponds to the outer surface (natural ground surface) of the tunnel 1 lining is referred to as the "outer surface." Thus, Figure 2 shows the inner surface 11 of the segment 10.
セグメント１０は、シールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削可能なように構成されている。セグメント１０は、例えば、鉄筋の代わりにガラス繊維や炭素繊維などの非金属の強化繊維を含んだコンクリート製のセグメントである。 The segment 10 is configured so that it can be cut by the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4. The segment 10 is, for example, a concrete segment that contains non-metallic reinforcing fibers such as glass fiber or carbon fiber instead of reinforcing bars.
セグメント１０は、平面視で、トンネル周方向を長辺とし、トンネル軸方向を短辺とする矩形状である。本実施形態では、セグメント１０の内面１１の周縁部に、複数（図２では８つ）の凹部１２が、互いに間隔を空けて形成されている。これら凹部１２は、セグメント１０におけるトンネル軸方向の両端部及びトンネル周方向の両端部に形成されている。各凹部１２は、隣り合うセグメント１０同士で連続するように形成されている。 In plan view, the segment 10 has a rectangular shape with its long sides in the tunnel circumferential direction and its short sides in the tunnel axial direction. In this embodiment, a plurality of recesses 12 (eight in FIG. 2) are formed at intervals on the periphery of the inner surface 11 of the segment 10. These recesses 12 are formed at both ends of the segment 10 in the tunnel axial direction and at both ends of the segment 10 in the tunnel circumferential direction. Each recess 12 is formed so as to be continuous between adjacent segments 10.
図３は、本実施形態におけるセグメント１０の継手構造２０を示す図である。ここで、図３は、トンネル周方向で隣り合うセグメント１０の端部同士を突き合わせて接合する継手構造２０を示しているが、これと同様の継手構造が、トンネル軸方向で隣り合うセグメント１０の端部同士を突き合わせて接合する場合にも適用可能であることは言うまでもない。 Figure 3 is a diagram showing a joint structure 20 of a segment 10 in this embodiment. Here, Figure 3 shows a joint structure 20 in which the ends of adjacent segments 10 in the tunnel circumferential direction are butted together to be joined, but it goes without saying that a similar joint structure can also be applied to the case in which the ends of adjacent segments 10 in the tunnel axial direction are butted together to be joined.
以下では、説明の便宜上、トンネル周方向で隣り合うセグメント１０のうち、一方のセグメント１０に関連する構成要素の符号の末尾に「Ａ」を付し、他方のセグメント１０に関連する構成要素の符号の末尾に「Ｂ」を付す。ゆえに、一方のセグメント１０を「１０Ａ」とし、他方のセグメント１０を「１０Ｂ」とする。 For ease of explanation, in the following, of the segments 10 adjacent to each other in the circumferential direction of the tunnel, the reference numerals of the components related to one segment 10 are suffixed with "A", and the reference numerals of the components related to the other segment 10 are suffixed with "B". Therefore, one segment 10 is referred to as "10A" and the other segment 10 is referred to as "10B".
継手構造２０は、筒状のインサート部材２１Ａ，２１Ｂと、連結手段２２とを含んで構成される。連結手段２２は、ボルト２３Ａ，２３Ｂと、板状部材２４とを含んで構成される。ここで、インサート部材２１Ａが本発明の「第１インサート部材」に対応し、インサート部材２１Ｂが本発明の「第２インサート部材」に対応する。また、ボルト２３Ａが本発明の「第１ボルト」に対応し、ボルト２３Ｂが本発明の「第２ボルト」に対応する。 The joint structure 20 is composed of cylindrical insert members 21A, 21B and a connecting means 22. The connecting means 22 is composed of bolts 23A, 23B and a plate-shaped member 24. Here, the insert member 21A corresponds to the "first insert member" of the present invention, and the insert member 21B corresponds to the "second insert member" of the present invention. In addition, the bolt 23A corresponds to the "first bolt" of the present invention, and the bolt 23B corresponds to the "second bolt" of the present invention.
インサート部材２１Ａはセグメント１０Ａの凹部１２Ａに埋設されている。
インサート部材２１Ａは樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。
The insert member 21A is embedded in the recess 12A of the segment 10A.
The insert member 21A is made of resin (synthetic resin), preferably made of fiber reinforced plastic (FRP), and more preferably made of glass fiber reinforced plastic (GFRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
インサート部材２１Ａは有底円筒状である。インサート部材２１Ａの一端側（開口端側）には、ボルト２３Ａの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部が形成されている。ボルト２３Ａは例えば金属製である。
インサート部材２１Ａの開口端（雌ねじ部の開口端）はセグメント１０Ａの凹部１２Ａの底面にて露出している。
The insert member 21A is cylindrical with a bottom. A female thread portion into which a male thread portion of the bolt 23A screws is formed on one end side (open end side) of the insert member 21A. The bolt 23A is made of, for example, metal.
The open end of the insert member 21A (the open end of the female thread portion) is exposed at the bottom surface of the recess 12A of the segment 10A.
インサート部材２１Ｂはセグメント１０Ｂの凹部１２Ｂに埋設されている。
インサート部材２１Ｂは樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。
The insert member 21B is embedded in the recess 12B of the segment 10B.
The insert member 21B is made of resin (synthetic resin), preferably made of fiber reinforced plastic (FRP), and more preferably made of glass fiber reinforced plastic (GFRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
インサート部材２１Ｂは有底円筒状である。インサート部材２１Ｂの一端側（開口端側）には、ボルト２３Ｂの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部が形成されている。ボルト２３Ｂは例えば金属製である。
インサート部材２１Ｂの開口端（雌ねじ部の開口端）はセグメント１０Ｂの凹部１２Ｂの底面にて露出している。
The insert member 21B is cylindrical and has a bottom. A female thread is formed on one end (open end) of the insert member 21B, into which a male thread of the bolt 23B is screwed. The bolt 23B is made of, for example, metal.
The open end of the insert member 21B (the open end of the female thread portion) is exposed at the bottom surface of the recess 12B of the segment 10B.
板状部材２４は例えば金属製であり、矩形状の平板状である。板状部材２４は、互いに隣り合うセグメント１０Ａ，１０Ｂの凹部１２Ａ，１２Ｂ同士に跨るようにこれら凹部１２Ａ，１２Ｂ内に収容される。 The plate-like member 24 is made of metal, for example, and has a rectangular flat plate shape. The plate-like member 24 is accommodated in the recesses 12A and 12B so as to straddle the recesses 12A and 12B of the adjacent segments 10A and 10B.
板状部材２４には、その長辺方向一側と他側とにそれぞれ挿通孔２５Ａ，２５Ｂが貫通形成されている。一方の挿通孔２５Ａにはボルト２３Ａの雄ねじ部が挿通され、他方の挿通孔２５Ｂにはボルト２３Ｂの雄ねじ部が挿通される。ここで、挿通孔２５Ａが本発明の「第１挿通孔」に対応し、挿通孔２５Ｂが本発明の「第２挿通孔」に対応する。 Through holes 25A and 25B are formed through the plate-like member 24 on one side and the other side in the long side direction, respectively. The male threaded portion of bolt 23A is inserted into one of the through holes 25A, and the male threaded portion of bolt 23B is inserted into the other through hole 25B. Here, the through hole 25A corresponds to the "first through hole" of the present invention, and the through hole 25B corresponds to the "second through hole" of the present invention.
本実施形態では、板状部材２４の挿通孔２５Ａ，２５Ｂの各々の中心軸間の距離Ｌは、セグメント１０Ａ，１０Ｂの端部同士の連結が完了した際のインサート部材２１Ａ，２１Ｂの雌ねじ部の中心軸間の距離に一致するように設定されている。 In this embodiment, the distance L between the central axes of the insertion holes 25A, 25B of the plate-like member 24 is set to match the distance between the central axes of the female threaded portions of the insert members 21A, 21B when the connection between the ends of the segments 10A, 10B is complete.
本実施形態では、ボルト２３Ａ，２３Ｂの各々の首部（頭部と雄ねじ部との間の部分）が円錐台状に形成されている。この首部は、ボルト２３Ａ，２３Ｂの各々の頭部から離れるほど（換言すれば、雄ねじ部に近づくほど）縮径するテーパ形状をなしている。また、ボルト２３Ａ，２３Ｂの首部のテーパ形状に対応するように、板状部材２４の挿通孔２５Ａ，２５Ｂにはそれぞれテーパ面２５ＡＳ，２５ＢＳ（図４（イ）参照）が形成されている。 In this embodiment, the neck portion (the portion between the head and the male thread) of each of the bolts 23A and 23B is formed in a truncated cone shape. This neck portion has a tapered shape that reduces in diameter the further away from the head of each of the bolts 23A and 23B (in other words, the closer to the male thread). In addition, tapered surfaces 25AS and 25BS (see FIG. 4(a)) are formed in the insertion holes 25A and 25B of the plate-like member 24, respectively, to correspond to the tapered shape of the neck portions of the bolts 23A and 23B.
ここで、連結手段２２は、インサート部材２１Ａを介してセグメント１０Ａの端部とインサート部材２１Ｂとを連結するものである。また、連結手段２２は、インサート部材２１Ｂを介してセグメント１０Ｂの端部とインサート部材２１Ａとを連結するものである。また、連結手段２２は、インサート部材２１Ａとインサート部材２１Ｂとを連結するものである。 The connecting means 22 connects the end of the segment 10A to the insert member 21B via the insert member 21A. The connecting means 22 connects the end of the segment 10B to the insert member 21A via the insert member 21B. The connecting means 22 connects the insert member 21A to the insert member 21B.
次に、前述の継手構造２０を用いて、セグメント１０Ａ，１０Ｂの端部同士を突き合わせて接合する方法について、図４を用いて説明する。
図４は、セグメント１０Ａ，１０Ｂの連結方法を示す。
Next, a method of butting and joining the ends of the segments 10A, 10B using the above-mentioned joint structure 20 will be described with reference to FIG.
FIG. 4 shows a method for connecting the segments 10A and 10B.
この連結方法では、まず、図４（ア）に示すように、セグメント１０Ａの端面（接合面）１０ＡＳと、セグメント１０Ｂの端面（接合面）１０ＢＳとを近づけて対向させる。尚、図示は省略するが、セグメント１０Ａの端面１０ＡＳとセグメント１０Ｂの端面１０ＢＳとの間の間隙Ｃにはシール材が介装されている。 In this connection method, first, as shown in FIG. 4(A), the end face (joint face) 10AS of segment 10A and the end face (joint face) 10BS of segment 10B are brought close to each other and made to face each other. Although not shown in the figure, a sealant is inserted in the gap C between the end face 10AS of segment 10A and the end face 10BS of segment 10B.
次に、図４（イ）に示すように、板状部材２４の挿通孔２５Ａ，２５Ｂのテーパ面２５ＡＳ，２５ＢＳ側をトンネル１の内側として、板状部材２４を、セグメント１０Ａ，１０Ｂの凹部１２Ａ，１２Ｂの底面に当接させる。そして、ボルト２３Ａ，２３Ｂの雄ねじ部を、板状部材２４の挿通孔２５Ａ，２５Ｂに挿通し、更に、インサート部材２１Ａ，２１Ｂの雌ねじ部に螺合させる。ここにおいて、板状部材２４の挿通孔２５Ａ，２５Ｂの内径がボルト２３Ａ，２３Ｂの雄ねじ部の外径よりも若干大きく形成されており、この若干大きく形成された分が、前述の間隙Ｃを許容する遊びとして機能し得る。 Next, as shown in FIG. 4(A), the plate-shaped member 24 is abutted against the bottom surface of the recesses 12A, 12B of the segments 10A, 10B with the tapered surfaces 25AS, 25BS of the through holes 25A, 25B of the plate-shaped member 24 facing the inside of the tunnel 1. The male threads of the bolts 23A, 23B are then inserted into the through holes 25A, 25B of the plate-shaped member 24 and further screwed into the female threads of the insert members 21A, 21B. Here, the inner diameters of the through holes 25A, 25B of the plate-shaped member 24 are formed slightly larger than the outer diameters of the male threads of the bolts 23A, 23B, and this slightly larger diameter can function as play to allow for the aforementioned gap C.
そして、ボルト２３Ａ，２３Ｂを徐々に締め込むと、ボルト２３Ａ，２３Ｂのテーパ形状の首部が、板状部材２４の挿通孔２５Ａ，２５Ｂのテーパ面２５ＡＳ，２５ＢＳによってガイドされて、その結果、セグメント１０Ａ，１０Ｂ間の間隙Ｃが徐々に狭まる。このときに、前述のシール部材がつぶされるように押圧される。
このようにして、セグメント１０Ａ，１０Ｂが連結される。
When the bolts 23A, 23B are gradually tightened, the tapered necks of the bolts 23A, 23B are guided by the tapered surfaces 25AS, 25BS of the insertion holes 25A, 25B of the plate-like member 24, and as a result, the gap C between the segments 10A, 10B gradually narrows. At this time, the sealing member described above is pressed so as to be crushed.
In this manner, the segments 10A and 10B are connected.
尚、ボルト２３Ａ，２３Ｂの締め込み方法については、これらの一方を先に締め込み、他方を後に締め込むようにしてもよく、又は、双方を並行して（例えば断続的に互い違いに）締め込んでもよい。つまり、ボルト２３Ａ，２３Ｂの締め込み方法は任意である。 The method of tightening the bolts 23A and 23B may be such that one is tightened first and the other is tightened later, or both may be tightened in parallel (e.g., intermittently and alternately). In other words, the method of tightening the bolts 23A and 23B is arbitrary.
本実施形態では、トンネル１の覆工体における前述の部分５が、前述のセグメント１０の継手構造２０により連結されて組み立てられたセグメント群（複数のセグメント１０からなるグループ）により構成される。 In this embodiment, the aforementioned portion 5 of the tunnel 1 lining is composed of a group of segments (a group of multiple segments 10) assembled by connecting the aforementioned segments 10 with joint structures 20.
本実施形態におけるトンネルの施工方法は、前述のセグメント１０の継手構造２０により連結されて組み立てられた当該部分５において、連結手段２２（ボルト２３Ａ，２３Ｂ及び板状部材２４）を当該部分５から撤去すること、及び、連結手段２２（ボルト２３Ａ，２３Ｂ及び板状部材２４）が撤去された当該部分５をシールド掘進機４のカッタヘッド４ａで切削することを含む（図１参照）。 The tunnel construction method in this embodiment includes removing the connecting means 22 (bolts 23A, 23B and plate-like member 24) from the portion 5 assembled by connecting the above-mentioned segments 10 with the joint structure 20, and cutting the portion 5 from which the connecting means 22 (bolts 23A, 23B and plate-like member 24) has been removed with the cutter head 4a of the shield machine 4 (see Figure 1).
ここで、本実施形態では、連結手段２２が、ボルト２３Ａ，２３Ｂと板状部材２４とによって構成されているので、連結手段２２をトンネル１内から容易に撤去することができる。 In this embodiment, the connecting means 22 is composed of bolts 23A, 23B and a plate-shaped member 24, so the connecting means 22 can be easily removed from inside the tunnel 1.
本実施形態によれば、継手構造２０は、隣り合うセグメント１０の端部同士を突き合わせて接合するものである。継手構造２０は、一方のセグメント１０Ａの端部に埋設されたインサート部材２１Ａ（第１インサート部材）と、他方のセグメント１０Ｂの端部とインサート部材２１Ａとを連結する連結手段２２と、を備える。ここで、インサート部材２１Ａが樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。ゆえに、継手構造２０については、それを構成する連結手段２２を撤去した後、継手構造２０の残部（少なくともインサート部材２１Ａ）をシールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削することができる。また、インサート部材２１Ａが鉄製ではないので、防錆効果がある。 According to this embodiment, the joint structure 20 butts and joins the ends of adjacent segments 10. The joint structure 20 includes an insert member 21A (first insert member) embedded in the end of one segment 10A, and a connecting means 22 that connects the end of the other segment 10B to the insert member 21A. Here, the insert member 21A is made of resin (synthetic resin), preferably made of fiber-reinforced plastic (FRP), and more preferably made of glass fiber-reinforced plastic (GFRP) or carbon fiber-reinforced plastic (CFRP). Therefore, after removing the connecting means 22 that constitutes the joint structure 20, the remaining part of the joint structure 20 (at least the insert member 21A) can be cut by the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4. In addition, since the insert member 21A is not made of iron, it has an anti-rust effect.
また本実施形態によれば、継手構造２０は、他方のセグメント１０Ｂの端部に埋設されたインサート部材２１Ｂ（第２インサート部材）を更に備える。連結手段２２は、インサート部材２１Ａとインサート部材２１Ｂとを連結する。ここで、インサート部材２１Ｂが樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。ゆえに、継手構造２０については、それを構成する連結手段２２を撤去した後、継手構造２０の残部（インサート部材２１Ａ，２１Ｂ）をシールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削することができる。また、インサート部材２１Ｂが鉄製ではないので、防錆効果がある。 According to this embodiment, the joint structure 20 further includes an insert member 21B (second insert member) embedded in the end of the other segment 10B. The connecting means 22 connects the insert member 21A and the insert member 21B. Here, the insert member 21B is made of resin (synthetic resin), preferably made of fiber reinforced plastic (FRP), and more preferably made of glass fiber reinforced plastic (GFRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Therefore, after removing the connecting means 22 that constitutes the joint structure 20, the remaining part of the joint structure 20 (insert members 21A, 21B) can be cut by the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4. In addition, since the insert member 21B is not made of iron, it has an anti-rust effect.
また本実施形態によれば、連結手段２２はボルト２３Ａ（第１ボルト）とボルト２３Ｂ（第２ボルト）とを含む。インサート部材２１Ａは、ボルト２３Ａの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を有する。インサート部材２１Ｂは、ボルト２３Ｂの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を有する。ゆえに、連結手段２２を構成するボルト２３Ａ，２３Ｂとして市販のボルトを用いることができる。 In addition, according to this embodiment, the connecting means 22 includes a bolt 23A (first bolt) and a bolt 23B (second bolt). The insert member 21A has a female threaded portion into which the male threaded portion of the bolt 23A screws. The insert member 21B has a female threaded portion into which the male threaded portion of the bolt 23B screws. Therefore, commercially available bolts can be used as the bolts 23A and 23B that constitute the connecting means 22.
また本実施形態によれば、連結手段２２は、隣り合うセグメント１０Ａ，１０Ｂの端部同士に跨るように配置される板状部材２４を更に含む。板状部材２４には、ボルト２３Ａの雄ねじ部が挿通される挿通孔２５Ａ（第１挿通孔）と、ボルト２３Ｂの雄ねじ部が挿通される挿通孔２５Ｂ（第２挿通孔）とが貫通形成されている。ゆえに、連結手段２２を簡素な構成とすることができる。 In addition, according to this embodiment, the connecting means 22 further includes a plate-like member 24 arranged to straddle the ends of adjacent segments 10A, 10B. The plate-like member 24 is formed with an insertion hole 25A (first insertion hole) through which the male threaded portion of the bolt 23A is inserted, and an insertion hole 25B (second insertion hole) through which the male threaded portion of the bolt 23B is inserted. Therefore, the connecting means 22 can be simply configured.
また本実施形態によれば、セグメント１０は、シールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削可能に構成されており、例えばコンクリート製である。セグメント１０は、好ましくはガラス繊維や炭素繊維などの非金属の強化繊維を含んだコンクリート製である。 In addition, according to this embodiment, the segment 10 is configured to be cuttable by the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4, and is made of, for example, concrete. The segment 10 is preferably made of concrete containing non-metallic reinforcing fibers such as glass fiber or carbon fiber.
また本実施形態によれば、トンネルの施工方法は、セグメント１０の継手構造２０により連結されて組み立てられたセグメント群（トンネル１の覆工体における前述の部分５）において、連結手段２２をセグメント群（トンネル１の覆工体における前述の部分５）から撤去すること、及び、連結手段２２が撤去されたセグメント群（トンネル１の覆工体における前述の部分５）をシールド掘進機４のカッタヘッド４ａで切削すること、を含む。ゆえに、トンネル１の覆工体における前述の部分５でのセグメントの割り付けを、当該部分５以外の部分でのセグメントの割り付けと同様に行うことができるので、前述の特許文献２，３のようなセグメントの特異な割り付けを行う必要がなく、ひいては、トンネルの施工効率を向上させることができる。 According to this embodiment, the tunnel construction method includes removing the connecting means 22 from the segment group (the aforementioned portion 5 in the lining of the tunnel 1) assembled by connecting the segments 10 with the joint structure 20, and cutting the segment group (the aforementioned portion 5 in the lining of the tunnel 1) from which the connecting means 22 has been removed with the cutter head 4a of the shield machine 4. Therefore, the allocation of the segments in the aforementioned portion 5 in the lining of the tunnel 1 can be performed in the same manner as the allocation of the segments in the portions other than the aforementioned portion 5, so there is no need to perform a unique allocation of the segments as in the aforementioned Patent Documents 2 and 3, and thus the efficiency of tunnel construction can be improved.
次に、本発明の第２実施形態について、図５に基づいて説明する。 Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図５は、本実施形態におけるセグメント１０の継手構造２０’を示す図である。ここで、図５は、トンネル周方向で隣り合うセグメント１０の端部同士を突き合わせて接合する継手構造２０’を示しているが、これと同様の継手構造が、トンネル軸方向で隣り合うセグメント１０の端部同士を突き合わせて接合する場合にも適用可能であることは言うまでもない。 Figure 5 is a diagram showing a joint structure 20' of a segment 10 in this embodiment. Here, Figure 5 shows a joint structure 20' in which the ends of adjacent segments 10 in the tunnel circumferential direction are butted together to be joined, but it goes without saying that a similar joint structure can also be applied to the case in which the ends of adjacent segments 10 in the tunnel axial direction are butted together to be joined.
本実施形態においても、前述の第１実施形態と同様に、説明の便宜上、トンネル周方向で隣り合うセグメント１０のうち、一方のセグメント１０に関連する構成要素の符号の末尾に「Ａ」を付し、他方のセグメント１０に関連する構成要素の符号の末尾に「Ｂ」を付す。ゆえに、一方のセグメント１０を「１０Ａ」とし、他方のセグメント１０を「１０Ｂ」とする。
前述の第１実施形態と異なる点について説明する。
In this embodiment, as in the first embodiment described above, for convenience of explanation, among the segments 10 adjacent to each other in the tunnel circumferential direction, the reference numerals of components related to one segment 10 are suffixed with "A" and the reference numerals of components related to the other segment 10 are suffixed with "B." Therefore, one segment 10 is referred to as "10A" and the other segment 10 is referred to as "10B."
The points that differ from the first embodiment will be described.
本実施形態では、セグメント１０Ｂの内面１１Ｂにボルトボックス１５が形成されている。ここで、ボルトボックス１５は、セグメント１０Ｂの内面１１Ｂに形成された凹部である。 In this embodiment, a bolt box 15 is formed on the inner surface 11B of the segment 10B. Here, the bolt box 15 is a recess formed on the inner surface 11B of the segment 10B.
セグメント１０Ｂにおけるトンネル周方向の端部には、棒状部材３１が挿通される挿通孔１６が形成されている。挿通孔１６は、その一端側がボルトボックス１５の内壁面１５ａにて開口し、他端側が、セグメント１０Ｂにおけるトンネル周方向の端面１０ＢＳにて開口している。また、挿通孔１６は、その一端側から他端側に向かうほど（換言すれば、ボルトボックス１５から離れるほど）セグメント１０Ｂの外面に近づくように直線状に延びている。また、挿通孔１６は、セグメント１０Ｂの端面１０ＢＳに対して傾斜するように延びている。 At the tunnel circumferential end of segment 10B, an insertion hole 16 through which rod-shaped member 31 is inserted is formed. One end of insertion hole 16 opens at inner wall surface 15a of bolt box 15, and the other end opens at end face 10BS of segment 10B in the tunnel circumferential direction. Furthermore, insertion hole 16 extends linearly from one end to the other end (in other words, the further away from bolt box 15 it is), so that it approaches the outer surface of segment 10B. Furthermore, insertion hole 16 extends at an angle relative to end face 10BS of segment 10B.
本実施形態では、セグメント１０Ａに埋設されたインサート部材２１Ａの雌ねじ部の開口端２１ＡＴが、セグメント１０Ａの端面１０ＡＳ側（セグメント１０Ｂとの接合面側）にて露出している。尚、インサート部材２１Ａのうち、雌ねじ部の開口端２１ＡＴが位置する側の端面２１ＡＴＳについては、その少なくとも一部が、セグメント１０Ａを構成するコンクリートなどによって覆われてもよい。つまり、セグメント１０Ａの端面１０ＡＳよりもセグメント１０Ａの内側にインサート部材２１Ａの端面２１ＡＴＳが配置され、この端面２１ＡＴＳの少なくとも一部をコンクリートなどで覆うように、インサート部材２１Ａをセグメント１０Ａの端面１０ＡＳよりもセグメント１０Ａの内側に埋設されてもよい。 In this embodiment, the open end 21AT of the female threaded portion of the insert member 21A embedded in the segment 10A is exposed on the end face 10AS side of the segment 10A (the joint surface side with the segment 10B). At least a portion of the end face 21ATS of the insert member 21A on the side where the open end 21AT of the female threaded portion is located may be covered by the concrete constituting the segment 10A. In other words, the end face 21ATS of the insert member 21A may be disposed on the inside of the segment 10A relative to the end face 10AS of the segment 10A, and the insert member 21A may be embedded on the inside of the segment 10A relative to the end face 10AS of the segment 10A so that at least a portion of this end face 21ATS is covered by concrete or the like.
本実施形態では、セグメント１０Ａ，１０Ｂの端部同士の連結が完了した際に、セグメント１０Ｂの挿通孔１６とインサート部材２１Ａの雌ねじ部とが連通するように、具体的には同一軸線上に並ぶように、各々が配置されている。そして、挿通孔１６の開口端１６ａと、インサート部材２１Ａの雌ねじ部の開口端２１ＡＴとが、セグメント１０Ａ，１０Ｂの接合面（端面１０ＡＳ，１０ＢＳ）にて対向し得る。尚、前述のようにインサート部材２１Ａの端面２１ＡＴＳの少なくとも一部がコンクリートなどによって覆われる場合であっても、セグメント１０Ｂの挿通孔１６とインサート部材２１Ａの雌ねじ部とが連通し得ることは言うまでもない。 In this embodiment, when the connection between the ends of the segments 10A and 10B is completed, the through hole 16 of the segment 10B and the female threaded portion of the insert member 21A are arranged so that they communicate with each other, specifically, so that they are aligned on the same axis. The opening end 16a of the through hole 16 and the opening end 21AT of the female threaded portion of the insert member 21A can face each other at the joint surfaces (end faces 10AS and 10BS) of the segments 10A and 10B. It goes without saying that the through hole 16 of the segment 10B and the female threaded portion of the insert member 21A can communicate with each other even if at least a portion of the end face 21ATS of the insert member 21A is covered with concrete or the like as described above.
本実施形態では、継手構造２０’は連結手段３０を含んで構成され、連結手段３０は棒状部材３１を含んで構成される。棒状部材３１は例えば金属製であり、その少なくとも一方の端部に雄ねじ部が形成されている。本実施形態では、棒状部材３１は、その基端部に頭部３２を有して、残部（先端部を含む）が雄ねじ部をなしている。つまり、本実施形態では、棒状部材３１は、その一方の端部（先端部）に雄ねじ部が形成されている。棒状部材３１は、いわゆる通しボルトとして機能し得る。 In this embodiment, the joint structure 20' is configured to include a connecting means 30, and the connecting means 30 is configured to include a rod-shaped member 31. The rod-shaped member 31 is made of, for example, metal, and has a male thread portion formed on at least one end thereof. In this embodiment, the rod-shaped member 31 has a head 32 at its base end, and the remaining portion (including the tip portion) forms a male thread portion. In other words, in this embodiment, the rod-shaped member 31 has a male thread portion formed on one end (tip portion). The rod-shaped member 31 can function as a so-called through bolt.
本実施形態では、セグメント１０Ｂのボルトボックス１５内から、棒状部材３１の雄ねじ部を挿通孔１６に挿入し、更にインサート部材２１Ａの雌ねじ部に螺合させることで、セグメント１０Ａ，１０Ｂが連結される。このときには、セグメント１０Ｂのボルトボックス１５内に棒状部材３１の頭部３２が配置される。また、棒状部材３１の頭部３２とボルトボックス１５の内壁面１５ａとの間にワッシャ３３が介装されることが好ましい。 In this embodiment, the male threaded portion of the rod-shaped member 31 is inserted into the insertion hole 16 from within the bolt box 15 of the segment 10B, and then screwed into the female threaded portion of the insert member 21A, thereby connecting the segments 10A and 10B. At this time, the head 32 of the rod-shaped member 31 is placed in the bolt box 15 of the segment 10B. It is also preferable that a washer 33 is interposed between the head 32 of the rod-shaped member 31 and the inner wall surface 15a of the bolt box 15.
ここで、本実施形態では、連結手段３０を構成する棒状部材３１は、セグメント１０Ｂの端部とインサート部材２１Ａとを連結する機能を実現する。 Here, in this embodiment, the rod-shaped member 31 constituting the connecting means 30 performs the function of connecting the end of the segment 10B to the insert member 21A.
本実施形態では、トンネル１の覆工体における前述の部分５が、前述のセグメント１０の継手構造２０’により連結されて組み立てられたセグメント群（複数のセグメント１０からなるグループ）により構成される。 In this embodiment, the aforementioned portion 5 of the tunnel 1 lining is composed of a group of segments (a group of multiple segments 10) that are connected and assembled by the joint structure 20' of the aforementioned segments 10.
本実施形態におけるトンネルの施工方法は、前述のセグメント１０の継手構造２０’により連結されて組み立てられた当該部分５において、連結手段３０（棒状部材３１）を当該部分５から撤去すること、及び、連結手段３０（棒状部材３１）が撤去された当該部分５をシールド掘進機４のカッタヘッド４ａで切削することを含む（図１参照）。 The tunnel construction method in this embodiment includes removing the connecting means 30 (rod-shaped member 31) from the portion 5, which is assembled by connecting the above-mentioned segments 10 with the joint structure 20', and cutting the portion 5 from which the connecting means 30 (rod-shaped member 31) has been removed with the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4 (see Figure 1).
ここで、本実施形態では、連結手段３０が棒状部材３１によって構成されているので、連結手段３０をトンネル１内から容易に撤去することができる。 In this embodiment, the connecting means 30 is composed of a rod-shaped member 31, so the connecting means 30 can be easily removed from inside the tunnel 1.
特に本実施形態によれば、継手構造２０’は、隣り合うセグメント１０の端部同士を突き合わせて接合するものである。継手構造２０’は、一方のセグメント１０Ａの端部に埋設されたインサート部材２１Ａ（第１インサート部材）と、他方のセグメント１０Ｂの端部とインサート部材２１Ａとを連結する連結手段３０と、を備える。ここで、インサート部材２１Ａが樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。ゆえに、継手構造２０’については、それを構成する連結手段３０を撤去した後、継手構造２０’の残部（少なくともインサート部材２１Ａ）をシールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削することができる。 In particular, according to this embodiment, the joint structure 20' is a joint in which the ends of adjacent segments 10 are butted together. The joint structure 20' includes an insert member 21A (first insert member) embedded in the end of one segment 10A, and a connecting means 30 that connects the end of the other segment 10B to the insert member 21A. Here, the insert member 21A is made of resin (synthetic resin), preferably made of fiber-reinforced plastic (FRP), and more preferably made of glass fiber-reinforced plastic (GFRP) or carbon fiber-reinforced plastic (CFRP). Therefore, after removing the connecting means 30 that constitutes the joint structure 20', the remaining part of the joint structure 20' (at least the insert member 21A) can be cut by the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4.
また本実施形態によれば、連結手段３０は、少なくとも一方の端部に雄ねじ部を有する棒状部材３１を含む。他方のセグメント１０Ｂの端部には、棒状部材３１が挿通される挿通孔１６が形成されている。インサート部材２１Ａは、棒状部材３１の雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を有する。挿通孔１６の開口端１６ａとインサート部材２１Ａの雌ねじ部の開口端２１ＡＴとが相対して互いに連通している。挿通孔１６の開口端１６ａとインサート部材２１Ａの雌ねじ部の開口端２１ＡＴとは、隣り合うセグメント１０Ａ，１０Ｂの接合面（端面１０ＡＳ，１０ＢＳ）にて対向してもよい。これにより、継手構造２０’を簡素な構成とすることができる。 According to this embodiment, the connecting means 30 includes a rod-shaped member 31 having a male threaded portion at least at one end. The end of the other segment 10B is formed with an insertion hole 16 through which the rod-shaped member 31 is inserted. The insert member 21A has a female threaded portion into which the male threaded portion of the rod-shaped member 31 screws. The opening end 16a of the insertion hole 16 and the opening end 21AT of the female threaded portion of the insert member 21A face each other and communicate with each other. The opening end 16a of the insertion hole 16 and the opening end 21AT of the female threaded portion of the insert member 21A may face each other at the joint surfaces (end surfaces 10AS, 10BS) of the adjacent segments 10A, 10B. This allows the joint structure 20' to be configured simply.
また本実施形態によれば、トンネルの施工方法は、セグメント１０の継手構造２０’により連結されて組み立てられたセグメント群（トンネル１の覆工体における前述の部分５）において、連結手段３０をセグメント群（トンネル１の覆工体における前述の部分５）から撤去すること、及び、連結手段３０が撤去されたセグメント群（トンネル１の覆工体における前述の部分５）をシールド掘進機４のカッタヘッド４ａで切削すること、を含む。ゆえに、トンネル１の覆工体における前述の部分５でのセグメントの割り付けを、当該部分５以外の部分でのセグメントの割り付けと同様に行うことができるので、前述の特許文献２，３のようなセグメントの特異な割り付けを行う必要がなく、ひいては、トンネルの施工効率を向上させることができる。 According to this embodiment, the tunnel construction method includes removing the connecting means 30 from the segment group (the aforementioned portion 5 in the lining of the tunnel 1) assembled by connecting the segments 10 with the joint structure 20', and cutting the segment group (the aforementioned portion 5 in the lining of the tunnel 1) from which the connecting means 30 has been removed with the cutter head 4a of the shield machine 4. Therefore, the allocation of the segments in the aforementioned portion 5 in the lining of the tunnel 1 can be performed in the same manner as the allocation of the segments in the portions other than the aforementioned portion 5, so there is no need to perform a unique allocation of the segments as in the aforementioned Patent Documents 2 and 3, and thus the efficiency of tunnel construction can be improved.
次に、本発明の第３実施形態について、図６に基づいて説明する。 Next, the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図６は、本実施形態におけるセグメント１０の継手構造２０”を示す図である。ここで、図６は、トンネル軸方向で隣り合うセグメント１０の端部同士を突き合わせて接合する継手構造２０”を示しているが、これと同様の継手構造が、トンネル周方向で隣り合うセグメント１０の端部同士を突き合わせて接合する場合にも適用可能であることは言うまでもない。 Figure 6 is a diagram showing a joint structure 20" for a segment 10 in this embodiment. Here, Figure 6 shows a joint structure 20" in which the ends of adjacent segments 10 in the tunnel axial direction are butted together to be joined, but it goes without saying that a similar joint structure can also be applied to the case in which the ends of adjacent segments 10 in the tunnel circumferential direction are butted together to be joined.
本実施形態では、説明の便宜上、トンネル軸方向で隣り合うセグメント１０のうち、一方のセグメント１０に関連する構成要素の符号の末尾に「Ａ」を付し、他方のセグメント１０に関連する構成要素の符号の末尾に「Ｂ」を付す。ゆえに、一方のセグメント１０を「１０Ａ」とし、他方のセグメント１０を「１０Ｂ」とする。
前述の第２実施形態と異なる点について説明する。
In this embodiment, for convenience of explanation, of the segments 10 adjacent to each other in the tunnel axis direction, the reference numerals of components related to one segment 10 are suffixed with "A" and the reference numerals of components related to the other segment 10 are suffixed with "B." Therefore, one segment 10 is referred to as "10A" and the other segment 10 is referred to as "10B."
The differences from the second embodiment will be described.
本実施形態では、セグメント１０Ａ，１０Ｂの内面１１Ａ，１１Ｂにそれぞれボルトボックス１５Ａ，１５Ｂが形成されている。ここで、ボルトボックス１５Ａ，１５Ｂは、セグメント１０Ａ，１０Ｂの内面１１Ａ，１１Ｂに形成された凹部である。 In this embodiment, bolt boxes 15A and 15B are formed on the inner surfaces 11A and 11B of segments 10A and 10B, respectively. Here, bolt boxes 15A and 15B are recesses formed on the inner surfaces 11A and 11B of segments 10A and 10B.
継手構造２０”は、鞘管（シース管）４０Ａ，４０Ｂと、棒状部材４１と、ナット４２とを含んで構成される。 The joint structure 20" is composed of sheath tubes 40A and 40B, a rod-shaped member 41, and a nut 42.
鞘管４０Ａは、セグメント１０Ａのトンネル軸方向の端部に複数埋設されている。鞘管４０Ｂは、セグメント１０Ｂのトンネル軸方向の端部に複数埋設されている。鞘管４０Ａ，４０Ｂは例えば樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは塩化ビニル樹脂製である。 Multiple sheath pipes 40A are embedded in the tunnel axial end of segment 10A. Multiple sheath pipes 40B are embedded in the tunnel axial end of segment 10B. Sheath pipes 40A and 40B are made of, for example, resin (synthetic resin), and preferably polyvinyl chloride resin.
鞘管４０Ａは、その一端側がセグメント１０Ａのボルトボックス１５Ａの内壁面１５Ａａにて開口し、途中で円弧状に湾曲して、他端側が、セグメント１０Ａにおけるトンネル軸方向の端面１０ＡＳにて開口している。鞘管４０Ｂは、その一端側がセグメント１０Ｂのボルトボックス１５Ｂの内壁面１５Ｂａにて開口し、途中で円弧状に湾曲して、他端側が、セグメント１０Ｂにおけるトンネル軸方向の端面１０ＢＳにて開口している。鞘管４０Ａ，４０Ｂは、セグメント１０Ａの端面１０ＡＳ及びセグメント１０Ｂの端面１０ＢＳで管路が互いに連通している。 One end of the sheath pipe 40A opens at the inner wall surface 15Aa of the bolt box 15A of segment 10A, curves in an arc midway, and opens at the other end at the tunnel axis direction end face 10AS of segment 10A. One end of the sheath pipe 40B opens at the inner wall surface 15Ba of the bolt box 15B of segment 10B, curves in an arc midway, and opens at the other end at the tunnel axis direction end face 10BS of segment 10B. The sheath pipes 40A and 40B are connected to each other at the end face 10AS of segment 10A and the end face 10BS of segment 10B.
棒状部材４１は例えば金属製であり、いわゆる曲がりボルトである。棒状部材４１は、その少なくとも一方の端部に雄ねじ部を有する。本実施形態では、棒状部材４１は、その基端部に頭部４３を有して、残部（先端部を含む）が雄ねじ部をなしている。つまり、本実施形態では、棒状部材４１は、その一方の端部（先端部）に雄ねじ部が形成されている。棒状部材４１は、いわゆる通しボルトとして機能し得る。棒状部材４１の雄ねじ部は、円弧状に湾曲している。棒状部材４１の雄ねじ部は、鞘管４０Ａ，４０Ｂに跨るようにこれら鞘管４０Ａ，４０Ｂに挿入される。 The rod-shaped member 41 is made of metal, for example, and is a so-called bent bolt. The rod-shaped member 41 has a male threaded portion at least on one end. In this embodiment, the rod-shaped member 41 has a head 43 at its base end, and the remaining portion (including the tip) forms a male threaded portion. In other words, in this embodiment, the rod-shaped member 41 has a male threaded portion formed on one end (tip). The rod-shaped member 41 can function as a so-called through bolt. The male threaded portion of the rod-shaped member 41 is curved in an arc shape. The male threaded portion of the rod-shaped member 41 is inserted into the sheath tubes 40A, 40B so as to straddle these sheath tubes 40A, 40B.
本実施形態では、セグメント１０Ｂのボルトボックス１５Ｂ内に、棒状部材４１の頭部４３が配置されている。一方、セグメント１０Ａのボルトボックス１５Ａ内にはナット４２が配置されている。このナット４２は例えば金属製であり、棒状部材４１の雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有する。尚、本実施形態では、ナット４２として皿付きナットを用いているが、ナット４２はこれに限らない。また、棒状部材４１の頭部４３とボルトボックス１５Ｂの内壁面１５Ｂａとの間にワッシャ４４が介装されることが好ましい。 In this embodiment, the head 43 of the rod-shaped member 41 is disposed in the bolt box 15B of the segment 10B. Meanwhile, a nut 42 is disposed in the bolt box 15A of the segment 10A. This nut 42 is made of metal, for example, and has a female threaded portion that screws into the male threaded portion of the rod-shaped member 41. Note that in this embodiment, a countersunk nut is used as the nut 42, but the nut 42 is not limited to this. In addition, it is preferable that a washer 44 is interposed between the head 43 of the rod-shaped member 41 and the inner wall surface 15Ba of the bolt box 15B.
本実施形態では、セグメント１０Ａ，１０Ｂの端部（継手構造２０”が配置される箇所）を補強する補強手段として、棒状の水平補強部材５５及び垂直補強部材５６が複数設けられている。これら水平補強部材５５及び垂直補強部材５６は、従来のＲＣセグメントなどに用いられていた水平補強鉄筋及び垂直補強鉄筋に代わるものであり、例えば炭素繊維補強材やガラス繊維補強材などの非金属の強化繊維補強材によって形成されている。ゆえに、水平補強部材５５及び垂直補強部材５６をシールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削することができる。また、水平補強部材５５及び垂直補強部材５６が鉄製ではないので、防錆効果がある。 In this embodiment, a plurality of rod-shaped horizontal reinforcing members 55 and vertical reinforcing members 56 are provided as reinforcing means for reinforcing the ends of the segments 10A and 10B (where the joint structure 20" is located). These horizontal reinforcing members 55 and vertical reinforcing members 56 are substitutes for the horizontal reinforcing steel bars and vertical reinforcing steel bars used in conventional RC segments, and are formed from non-metallic reinforced fiber reinforcing materials such as carbon fiber reinforcing materials and glass fiber reinforcing materials. Therefore, the horizontal reinforcing members 55 and vertical reinforcing members 56 can be cut by the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4. In addition, since the horizontal reinforcing members 55 and vertical reinforcing members 56 are not made of iron, they have an anti-rust effect.
本実施形態では、トンネル１の覆工体における前述の部分５が、前述のセグメント１０の継手構造２０”により連結されて組み立てられたセグメント群（複数のセグメント１０からなるグループ）により構成される。 In this embodiment, the aforementioned portion 5 of the tunnel 1 lining is composed of a group of segments (a group of multiple segments 10) that are connected and assembled by the joint structure 20" of the aforementioned segments 10.
本実施形態におけるトンネルの施工方法は、前述のセグメント１０の継手構造２０”により連結されて組み立てられた当該部分５において、棒状部材４１とナット４２とを当該部分５から撤去すること、及び、棒状部材４１とナット４２とが撤去された当該部分５をシールド掘進機４のカッタヘッド４ａで切削することを含む（図１参照）。 The tunnel construction method in this embodiment includes removing the rod-shaped member 41 and nut 42 from the portion 5, which is assembled by connecting the segments 10 with the joint structure 20" described above, and cutting the portion 5 from which the rod-shaped member 41 and nut 42 have been removed, with the cutter head 4a of the shield machine 4 (see Figure 1).
ここで、本実施形態では、セグメント１０Ａ，１０Ｂの端面（接合面）１０ＡＳ，１０ＢＳ同士の間に、棒状部材４１を切断するための隙間（スリット５８）が形成されている。それゆえ、曲がりボルトである棒状部材４１を撤去する際に引き抜くことが難しくても、当該スリット５８に電動ノコギリなどの切断装置を挿入して棒状部材４１をその中央部分で切断することができるので、棒状部材４１を容易に撤去することができる。 In this embodiment, a gap (slit 58) for cutting the rod-shaped member 41 is formed between the end faces (joint surfaces) 10AS, 10BS of the segments 10A, 10B. Therefore, even if it is difficult to pull out the rod-shaped member 41, which is a curved bolt, when removing it, a cutting device such as an electric saw can be inserted into the slit 58 to cut the rod-shaped member 41 at its center, so that the rod-shaped member 41 can be easily removed.
特に本実施形態によれば、継手構造２０”は、隣り合うセグメント１０Ａ，１０Ｂの端部同士を突き合わせて接合するものである。継手構造２０”は、セグメント１０Ａ，１０Ｂの端部にそれぞれ埋設された鞘管４０Ａ，４０Ｂ同士に跨るように挿入される棒状部材４１と、棒状部材４１の少なくとも一方の端部に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有するナット４２と、を備える。ここで、鞘管４０Ａ，４０Ｂが樹脂（合成樹脂）製である。ゆえに、継手構造２０”については、それを構成する棒状部材４１及びナット４２を撤去した後、継手構造２０”の残部（鞘管４０Ａ，４０Ｂ）をシールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削することができる。また、鞘管４０Ａ，４０Ｂが鉄製ではないので、防錆効果がある。 In particular, according to this embodiment, the joint structure 20" butts and joins the ends of adjacent segments 10A and 10B. The joint structure 20" includes a rod-shaped member 41 that is inserted so as to straddle the sheath pipes 40A and 40B embedded in the ends of the segments 10A and 10B, respectively, and a nut 42 having a female thread that screws into a male thread formed on at least one end of the rod-shaped member 41. Here, the sheath pipes 40A and 40B are made of resin (synthetic resin). Therefore, after removing the rod-shaped member 41 and the nut 42 that constitute the joint structure 20", the remaining part of the joint structure 20" (the sheath pipes 40A and 40B) can be cut by the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4. In addition, since the sheath pipes 40A and 40B are not made of iron, they have an anti-rust effect.
次に、本発明の第４実施形態について、図７に基づいて説明する。
図７は、本実施形態における補強手段６０を示す。
前述の第３実施形態と異なる点について説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 7 shows the reinforcing means 60 in this embodiment.
The points that differ from the third embodiment will be described.
本実施形態では、前述の第３実施形態における補強手段の代わりとして、補強手段６０を備えている。補強手段６０は、セグメント１０Ａ，１０Ｂの少なくとも一方に埋設され得る。本実施形態では、セグメント１０Ａ，１０Ｂの双方に埋設されている。この点、図７では、セグメント１０Ａに関する構成のみを図示しているが、セグメント１０Ｂについても同様の構成であることは言うまでもない。 In this embodiment, reinforcing means 60 is provided instead of the reinforcing means in the third embodiment described above. Reinforcing means 60 can be embedded in at least one of segments 10A and 10B. In this embodiment, reinforcing means 60 is embedded in both segments 10A and 10B. In this regard, FIG. 7 illustrates only the configuration related to segment 10A, but it goes without saying that segment 10B has a similar configuration.
補強手段６０は、単数又は複数（図７では３つ）の環状部材６１ａ～６１ｃと、格子状部材６２と、補強筋ユニット６３とを含む。 The reinforcing means 60 includes one or more (three in FIG. 7) annular members 61a-61c, a lattice member 62, and a reinforcing bar unit 63.
補強筋ユニット６３は、各々がトンネル軸方向、周方向、及び径方向のいずれかに延びる複数の棒状の補強筋６４により構成されており、これら補強筋６４を籠状に組み立ててなる。補強筋ユニット６３を構成する補強筋６４は、従来のＲＣセグメントなどに用いられていた補強鉄筋に代わるものであり、例えば炭素繊維補強材やガラス繊維補強材などの非金属の強化繊維補強材によって形成されている。ゆえに、補強筋ユニット６３をシールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削することができる。また、補強筋ユニット６３が鉄製ではないので、防錆効果がある。 The reinforcing bar unit 63 is composed of multiple rod-shaped reinforcing bars 64, each of which extends in the tunnel axial direction, circumferential direction, or radial direction, and is assembled into a cage shape. The reinforcing bars 64 that make up the reinforcing bar unit 63 are a substitute for the reinforcing steel bars used in conventional RC segments, and are formed from non-metallic reinforced fiber reinforcing materials such as carbon fiber reinforcement and glass fiber reinforcement. Therefore, the reinforcing bar unit 63 can be cut by the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4. In addition, since the reinforcing bar unit 63 is not made of steel, it has an anti-rust effect.
格子状部材（格子筋）６２は、セグメント１０Ａの端部とセグメント１０Ｂの端部との双方に埋設されている。格子状部材６２は、従来の鉄筋格子（バーメッシュ）に代わるものであり、樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。ゆえに、格子状部材６２をシールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削することができる。また、格子状部材６２が鉄製ではないので、防錆効果がある。尚、格子状部材６２として、ネフマック（登録商標）を用いることができる。 The lattice members (lattice bars) 62 are embedded in both the ends of the segments 10A and 10B. The lattice members 62 are a replacement for the conventional rebar lattice (bar mesh) and are made of resin (synthetic resin), preferably fiber reinforced plastic (FRP), and more preferably glass fiber reinforced plastic (GFRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Therefore, the lattice members 62 can be cut by the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4. In addition, since the lattice members 62 are not made of iron, they have an anti-rust effect. Note that Nefmac (registered trademark) can be used as the lattice members 62.
環状部材（フープ筋）６１ａ～６１ｃは、セグメント１０Ａの端部とセグメント１０Ｂの端部との双方に埋設されている。環状部材６１ａ～６１ｃは、例えば、円形状、楕円形状、角丸多角形状（例えば角丸四角形状）のいずれかであり得る。環状部材６１ａ～６１ｃは、本実施形態では閉じた環状であるが、この他、開いた環状（換言すれば、周方向の一部が切断された環状）であってもよい。鞘管４０Ａは、環状部材６１ａ～６１ｃ内を貫通するように延在している。図７に示す例では、環状部材６１ａ～６１ｃは、鞘管４０Ａの延在方向に互いに間隔を空けて配置されている。図示は省略するが、鞘管４０Ｂについても同様に環状部材６１ａ～６１ｃが配置され得る。環状部材６１ａ～６１ｃは、樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。ゆえに、環状部材６１ａ～６１ｃをシールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削することができる。また、環状部材６１ａ～６１ｃが鉄製ではないので、防錆効果がある。 The annular members (hoops) 61a to 61c are embedded in both the end of the segment 10A and the end of the segment 10B. The annular members 61a to 61c may be, for example, circular, elliptical, or rounded polygonal (for example, rounded rectangular). In this embodiment, the annular members 61a to 61c are closed annular, but they may also be open annular (in other words, annular with a part cut in the circumferential direction). The sheath tube 40A extends so as to penetrate the annular members 61a to 61c. In the example shown in FIG. 7, the annular members 61a to 61c are arranged at intervals from each other in the extension direction of the sheath tube 40A. Although not shown, the annular members 61a to 61c may be arranged in the sheath tube 40B in the same manner. The annular members 61a to 61c are made of resin (synthetic resin), preferably fiber-reinforced plastic (FRP), and more preferably glass-fiber-reinforced plastic (GFRP) or carbon-fiber-reinforced plastic (CFRP). Therefore, the annular members 61a to 61c can be cut by the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4. In addition, because the annular members 61a to 61c are not made of iron, they have an anti-rust effect.
図８は本実施形態の第１変形例を示す。
図８は、前述の第１実施形態における継手構造２０に補強手段６０を適用した場合を示しており、図示簡略化のため、補強手段６０の構成要素のうち環状部材（フープ筋）６１ｄ，６１ｅのみを図示している。換言すれば、補強手段６０は、その構成要素として、図示しない格子状部材６２と補強筋ユニット６３とを含んでいる。環状部材６１ｄ，６１ｅは、例えば、円形状、楕円形状、角丸多角形状（例えば角丸四角形状）のいずれかであり得る。環状部材６１ｄ，６１ｅは、本変形例では閉じた環状であるが、この他、開いた環状（換言すれば、周方向の一部が切断された環状）であってもよい。
FIG. 8 shows a first modification of this embodiment.
8 shows a case where the reinforcing means 60 is applied to the joint structure 20 in the first embodiment described above, and for the sake of simplicity, only the annular members (hoops) 61d and 61e are shown among the components of the reinforcing means 60. In other words, the reinforcing means 60 includes a lattice member 62 and a reinforcing unit 63, which are not shown, as its components. The annular members 61d and 61e may be, for example, a circular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape with rounded corners (for example, a rectangular shape with rounded corners). The annular members 61d and 61e are closed annular shapes in this modification, but may also be open annular shapes (in other words, annular shapes with a part of the circumferential direction cut off).
本変形例において、本発明の「第１インサート部材」に対応するインサート部材２１Ａは、本発明の「第１環状部材」に対応する単数又は複数（図８では１つ）の環状部材６１ｄ内を貫通するように延在している。環状部材６１ｄは、セグメント１０Ａの端部に埋設されている。本発明の「第２インサート部材」に対応するインサート部材２１Ｂは、本発明の「第２環状部材」に対応する単数又は複数（図８では１つ）の環状部材６１ｅ内を貫通するように延在している。環状部材６１ｅは、セグメント１０Ｂの端部に埋設されている。 In this modified example, insert member 21A, which corresponds to the "first insert member" of the present invention, extends so as to penetrate one or more (one in FIG. 8) annular members 61d, which correspond to the "first annular member" of the present invention. The annular members 61d are embedded in the end of segment 10A. Insert member 21B, which corresponds to the "second insert member" of the present invention, extends so as to penetrate one or more (one in FIG. 8) annular members 61e, which correspond to the "second annular member" of the present invention. The annular members 61e are embedded in the end of segment 10B.
環状部材６１ｄ，６１ｅは、樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。ゆえに、環状部材６１ｄ，６１ｅをシールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削することができる。また、環状部材６１ｄ，６１ｅが鉄製ではないので、防錆効果がある。 The annular members 61d, 61e are made of resin (synthetic resin), preferably fiber-reinforced plastic (FRP), and more preferably glass-fiber-reinforced plastic (GFRP) or carbon-fiber-reinforced plastic (CFRP). Therefore, the annular members 61d, 61e can be cut by the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4. In addition, since the annular members 61d, 61e are not made of iron, they have an anti-rust effect.
図９は本実施形態の第２変形例を示す。
図９は、図５に示した第２実施形態における継手構造２０’に補強手段６０を適用した場合を示しており、図示簡略化のため、補強手段６０の構成要素のうち環状部材（フープ筋）６１ｆ，６１ｇのみを図示している。換言すれば、補強手段６０は、その構成要素として、図示しない格子状部材６２と補強筋ユニット６３とを含んでいる。環状部材６１ｆ，６１ｇは、例えば、円形状、楕円形状、角丸多角形状（例えば角丸四角形状）のいずれかであり得る。環状部材６１ｆ，６１ｇは、本変形例では閉じた環状であるが、この他、開いた環状（換言すれば、周方向の一部が切断された環状）であってもよい。また、図９では、図示簡略化のため、継手構造２０’の構成要素のうち連結手段３０（頭部３２を有する棒状部材３１）及びワッシャ３３のみを図示している。
FIG. 9 shows a second modification of this embodiment.
FIG. 9 shows a case where the reinforcing means 60 is applied to the joint structure 20' in the second embodiment shown in FIG. 5, and for the sake of simplicity, only the annular members (hoops) 61f, 61g are shown among the components of the reinforcing means 60. In other words, the reinforcing means 60 includes a lattice member 62 and a reinforcing unit 63, which are not shown, as its components. The annular members 61f, 61g may be, for example, a circular shape, an elliptical shape, or a rounded polygonal shape (for example, a rounded rectangular shape). The annular members 61f, 61g are closed annular shapes in this modification, but may also be open annular shapes (in other words, annular shapes with a part cut in the circumferential direction). In addition, in FIG. 9, for the sake of simplicity, only the connecting means 30 (rod-shaped member 31 having a head 32) and the washer 33 are shown among the components of the joint structure 20'.
本変形例において、本発明の「第１インサート部材」に対応するインサート部材２１Ａ（図５参照）は、本発明の「第１環状部材」に対応する単数又は複数（図９では１つ）の環状部材６１ｆ内を貫通するように延在している。環状部材６１ｆは、セグメント１０Ａの端部に埋設されている。挿通孔１６（図５参照）は、本発明の「第３環状部材」に対応する単数又は複数（図９では１つ）の環状部材６１ｇ内を貫通するように延在している。環状部材６１ｇは、セグメント１０Ｂの端部に埋設されている。ここで、連結手段３０（通しボルト）を構成する棒状部材３１は、環状部材６１ｆ，６１ｇ内を貫通するように延在している。 In this modified example, the insert member 21A (see FIG. 5), which corresponds to the "first insert member" of the present invention, extends so as to penetrate one or more (one in FIG. 9) annular members 61f, which correspond to the "first annular member" of the present invention. The annular member 61f is embedded in the end of the segment 10A. The insertion hole 16 (see FIG. 5) extends so as to penetrate one or more (one in FIG. 9) annular members 61g, which correspond to the "third annular member" of the present invention. The annular member 61g is embedded in the end of the segment 10B. Here, the rod-shaped member 31 constituting the connecting means 30 (through bolt) extends so as to penetrate the annular members 61f, 61g.
環状部材６１ｆ，６１ｇは、樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。ゆえに、環状部材６１ｆ，６１ｇをシールド掘進機４のカッタヘッド４ａによって切削することができる。また、環状部材６１ａ～６１ｃが鉄製ではないので、防錆効果がある。 The ring members 61f, 61g are made of resin (synthetic resin), preferably fiber reinforced plastic (FRP), and more preferably glass fiber reinforced plastic (GFRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Therefore, the ring members 61f, 61g can be cut by the cutter head 4a of the shield tunneling machine 4. In addition, because the ring members 61a to 61c are not made of iron, they have an anti-rust effect.
特に本実施形態の第１変形例及び第２変形例によれば、継手構造２０，２０’は、一方のセグメント１０Ａの端部に埋設された環状部材６１ｄ，６１ｆ（第１環状部材）を更に備える。インサート部材２１Ａ（第１インサート部材）は、環状部材６１ｄ，６１ｆ内を貫通するように延在している。ここで、環状部材６１ｄ，６１ｆが樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。ゆえに、環状部材６１ｄ，６１ｆにより、インサート部材２１Ａの周辺を補強することができる。 In particular, according to the first and second modified examples of this embodiment, the joint structure 20, 20' further includes annular members 61d, 61f (first annular members) embedded in the end of one of the segments 10A. The insert member 21A (first insert member) extends so as to penetrate the annular members 61d, 61f. Here, the annular members 61d, 61f are made of resin (synthetic resin), preferably made of fiber reinforced plastic (FRP), and more preferably made of glass fiber reinforced plastic (GFRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Therefore, the annular members 61d, 61f can reinforce the periphery of the insert member 21A.
また本実施形態の第１変形例によれば、継手構造２０は、他方のセグメント１０Ｂの端部に埋設された環状部材６１ｅ（第２環状部材）を更に備える。インサート部材２１Ｂ（第２インサート部材）は、環状部材６１ｅ内を貫通するように延在している。ここで、環状部材６１ｅが樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。ゆえに、環状部材６１ｅにより、インサート部材２１Ｂの周辺を補強することができる。 According to the first modified example of this embodiment, the joint structure 20 further includes an annular member 61e (second annular member) embedded in the end of the other segment 10B. The insert member 21B (second insert member) extends so as to penetrate through the annular member 61e. Here, the annular member 61e is made of resin (synthetic resin), preferably made of fiber reinforced plastic (FRP), and more preferably made of glass fiber reinforced plastic (GFRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Therefore, the annular member 61e can reinforce the periphery of the insert member 21B.
また本実施形態の第２変形例によれば、継手構造２０’は、他方のセグメント１０Ｂの端部に埋設された環状部材６１ｇ（第３環状部材）を更に備える。挿通孔１６は、環状部材６１ｇ内を貫通するように延在している。ここで、環状部材６１ｇが樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。ゆえに、環状部材６１ｇにより、挿通孔１６の周辺を補強することができる。 According to the second modification of this embodiment, the joint structure 20' further includes an annular member 61g (third annular member) embedded in the end of the other segment 10B. The insertion hole 16 extends through the annular member 61g. Here, the annular member 61g is made of resin (synthetic resin), preferably fiber reinforced plastic (FRP), and more preferably glass fiber reinforced plastic (GFRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Therefore, the annular member 61g can reinforce the periphery of the insertion hole 16.
また本実施形態（第１変形例及び第２変形例を含む）によれば、継手構造２０，２０’２０”は、一方のセグメント１０Ａの端部と他方のセグメント１０Ｂの端部との少なくとも一方に埋設された格子状部材６２を更に備える。ここで、格子状部材６２が樹脂（合成樹脂）製であり、好ましくは繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）製であり、更に好ましくはガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）製又は炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）製である。ゆえに、格子状部材６２により、セグメント１０Ａ，１０Ｂの端部を補強することができる。 According to this embodiment (including the first and second modifications), the joint structure 20, 20'20" further includes a lattice member 62 embedded in at least one of the end of the segment 10A on one side and the end of the segment 10B on the other side. Here, the lattice member 62 is made of resin (synthetic resin), preferably made of fiber reinforced plastic (FRP), and more preferably made of glass fiber reinforced plastic (GFRP) or carbon fiber reinforced plastic (CFRP). Therefore, the ends of the segments 10A and 10B can be reinforced by the lattice member 62.
前述の第１～第４実施形態及びその変形例では、トンネル１の側部に重なるように新たなトンネルを形成する例を示したが、これに加えて、又は、これに代えて、トンネル１の上部及び／又は下部に重なるように新たなトンネルを形成する場合にも、前述の第１～第４実施形態及びその変形例にて説明したセグメントの継手構造を適用することが可能である。 In the above-mentioned first to fourth embodiments and their modifications, an example was shown in which a new tunnel is formed so as to overlap the side of tunnel 1. However, in addition to this, or instead, the segment joint structure described in the above-mentioned first to fourth embodiments and their modifications can also be applied when a new tunnel is formed so as to overlap the upper and/or lower part of tunnel 1.
前述の第１～第４実施形態及びその変形例にて説明したセグメントの継手構造が適用される地下構造物はトンネルに限らない。例えば、地中に構築される立坑を構成するセグメントの継手構造として、前述の第１～第４実施形態及びその変形例にて説明したセグメントの継手構造を適用することが可能である。 Underground structures to which the segment joint structures described in the first to fourth embodiments and their modifications are applicable are not limited to tunnels. For example, the segment joint structures described in the first to fourth embodiments and their modifications can be applied as segment joint structures constituting a shaft constructed underground.
以上の説明から明らかなように、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。
尚、出願当初の請求項は以下の通りであった。
［請求項１］
隣り合うセグメントの端部同士を突き合わせて接合する継手構造であって、
一方のセグメントの端部に埋設された第１インサート部材と、
他方のセグメントの端部と前記第１インサート部材とを連結する連結手段と、
を備え、
前記第１インサート部材が樹脂製である、セグメントの継手構造。
［請求項２］
前記一方のセグメントの端部に埋設された樹脂製の第１環状部材を更に備え、
前記第１インサート部材は、前記第１環状部材内を貫通するように延在している、請求項１に記載のセグメントの継手構造。
［請求項３］
前記他方のセグメントの端部に埋設された第２インサート部材を更に備え、
前記連結手段は、前記第１インサート部材と前記第２インサート部材とを連結し、
前記第２インサート部材が樹脂製である、請求項１又は請求項２に記載のセグメントの継手構造。
［請求項４］
前記連結手段は第１ボルトと第２ボルトとを含み、
前記第１インサート部材は、前記第１ボルトの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を有し、
前記第２インサート部材は、前記第２ボルトの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を有する、請求項３に記載のセグメントの継手構造。
［請求項５］
前記連結手段は、前記隣り合うセグメントの端部同士に跨るように配置される板状部材を更に含み、
前記板状部材には、前記第１ボルトの雄ねじ部が挿通される第１挿通孔と、前記第２ボルトの雄ねじ部が挿通される第２挿通孔とが貫通形成されている、請求項４に記載のセグメントの継手構造。
［請求項６］
前記他方のセグメントの端部に埋設された樹脂製の第２環状部材を更に備え、
前記第２インサート部材は、前記第２環状部材内を貫通するように延在している、請求項３～請求項５のいずれか１つに記載のセグメントの継手構造。
［請求項７］
前記連結手段は、少なくとも一方の端部に雄ねじ部を有する棒状部材を含み、
前記他方のセグメントの端部には、前記棒状部材が挿通される挿通孔が形成されており、
前記第１インサート部材は、前記棒状部材の雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を有する、請求項１又は請求項２に記載のセグメントの継手構造。
［請求項８］
前記挿通孔の開口端と前記第１インサート部材の雌ねじ部の開口端とが相対して互いに連通している、請求項７に記載のセグメントの継手構造。
［請求項９］
前記一方のセグメントの端部と前記他方の端部との少なくとも一方に埋設された樹脂製の格子状部材を更に備える、請求項１～請求項８のいずれか１つに記載のセグメントの継手構造。
［請求項１０］
請求項１～請求項９のいずれか１つに記載のセグメントの継手構造により連結されて組み立てられたセグメント群において、前記連結手段を前記セグメント群から撤去すること、及び、
前記連結手段が撤去された前記セグメント群をシールド掘進機のカッタヘッドで切削すること、
を含む、トンネルの施工方法。
As is clear from the above description, the illustrated embodiments are merely illustrative of the present invention, and it goes without saying that the present invention encompasses various improvements and modifications made by those skilled in the art within the scope of the claims, in addition to those directly shown in the described embodiments.
The claims as originally filed were as follows:
[Claim 1]
A joint structure in which the ends of adjacent segments are butt-joined,
a first insert member embedded in an end portion of one of the segments;
a connecting means for connecting an end of the other segment to the first insert member;
Equipped with
A segment joint structure, wherein the first insert member is made of resin.
[Claim 2]
a first annular member made of resin embedded in an end portion of the one segment;
The segment joint structure according to claim 1 , wherein the first insert member extends through the first annular member.
[Claim 3]
A second insert member is embedded in the end of the other segment,
The connecting means connects the first insert member and the second insert member,
3. The segment joint structure according to claim 1, wherein the second insert member is made of resin.
[Claim 4]
the connecting means includes a first bolt and a second bolt;
The first insert member has a female thread portion into which the male thread portion of the first bolt is screwed,
The segment joint structure according to claim 3 , wherein the second insert member has a female threaded portion into which the male threaded portion of the second bolt screws.
[Claim 5]
The connecting means further includes a plate-like member arranged to straddle the ends of the adjacent segments,
5. The segment joint structure according to claim 4, wherein a first insertion hole through which the male threaded portion of the first bolt is inserted and a second insertion hole through which the male threaded portion of the second bolt is inserted are formed through the plate-like member.
[Claim 6]
a second annular member made of resin embedded in an end portion of the other segment,
The segment joint structure according to any one of claims 3 to 5, wherein the second insert member extends so as to penetrate through the second annular member.
[Claim 7]
The connecting means includes a rod-shaped member having a male thread portion at at least one end,
an insertion hole through which the rod-shaped member is inserted is formed at an end of the other segment,
3. The segment joint structure according to claim 1, wherein the first insert member has a female threaded portion into which the male threaded portion of the rod-shaped member screws.
[Claim 8]
8. The segment joint structure according to claim 7, wherein an open end of the insertion hole and an open end of the female threaded portion of the first insert member face each other and communicate with each other.
[Claim 9]
The segment joint structure according to any one of claims 1 to 8, further comprising a resin lattice member embedded in at least one of the end of the one segment and the other end of the other segment.
[Claim 10]
In a group of segments assembled by connecting the segments using the joint structure according to any one of claims 1 to 9, removing the connecting means from the group of segments; and
Cutting the group of segments from which the connecting means have been removed with a cutter head of a shield tunneling machine;
A tunnel construction method, including:
１…トンネル、２…支保工、４…シールド掘進機、４ａ…カッタヘッド、５…部分、１０，１０Ａ，１０Ｂ…セグメント、１０ＡＳ，１０ＢＳ…端面、１１，１１Ａ，１１Ｂ…内面、１２，１２Ａ，１２Ｂ…凹部、１５，１５Ａ，１５Ｂ…ボルトボックス、１５ａ，１５Ａａ，１５Ｂａ…内壁面、１６…挿通孔、１６ａ…開口端、２０，２０’，２０”…継手構造、２１Ａ，２１Ｂ…インサート部材、２１ＡＴ…開口端、２１ＡＴＳ…端面、２２…連結手段、２３Ａ，２３Ｂ…ボルト、２４…板状部材、２５Ａ，２５Ｂ…挿通孔、２５ＡＳ，２５ＢＳ…テーパ面、３０…連結手段、３１…棒状部材、３２…頭部、３３…ワッシャ、４０Ａ，４０Ｂ…鞘管、４１…棒状部材、４２…ナット、４３…頭部、４４…ワッシャ、５５…水平補強部材、５６…垂直補強部材、５８…スリット、６０…補強手段、６１ａ～６１ｇ…環状部材、６２…格子状部材、６３…補強筋ユニット、６４…補強筋、Ｃ…間隙、Ｌ…距離 1...tunnel, 2...support, 4...shield tunneling machine, 4a...cutter head, 5...part, 10, 10A, 10B...segment, 10AS, 10BS...end face, 11, 11A, 11B...inner face, 12, 12A, 12B...recess, 15, 15A, 15B...bolt box, 15a, 15Aa, 15Ba...inner wall face, 16...insertion hole, 16a...open end, 20, 20', 20"...joint structure, 21A, 21B...insert member, 21AT...open end, 21ATS...end face, 22...connector Step, 23A, 23B...Bolt, 24...Plate-shaped member, 25A, 25B...Through hole, 25AS, 25BS...Tapered surface, 30...Connecting means, 31...Rod-shaped member, 32...Head, 33...Washer, 40A, 40B...Sheath tube, 41...Rod-shaped member, 42...Nut, 43...Head, 44...Washer, 55...Horizontal reinforcing member, 56...Vertical reinforcing member, 58...Slit, 60...Reinforcing means, 61a-61g...Annular member, 62...Grid-shaped member, 63...Reinforcing bar unit, 64...Reinforcing bar, C...Gap, L...Distance
Claims (5)
継手構造は、隣り合うセグメントの端部同士を突き合わせて接合するものであり、
前記継手構造は、
一方のセグメントの端部に埋設された樹脂製の第１インサート部材と、
他方のセグメントの端部に埋設された樹脂製の第２インサート部材と、
前記第１インサート部材と前記第２インサート部材とを連結する金属製の連結手段と、
を備え、
前記連結手段は第１ボルトと第２ボルトと板状部材とを含み、
前記第１インサート部材は、前記第１ボルトの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を有し、
前記第２インサート部材は、前記第２ボルトの雄ねじ部が螺合する雌ねじ部を有し、
前記板状部材は、前記隣り合うセグメントの端部同士に跨るように配置され、
前記板状部材には、前記第１ボルトの雄ねじ部が挿通される第１挿通孔と、前記第２ボルトの雄ねじ部が挿通される第２挿通孔とが貫通形成され、
前記隣り合うセグメントの内面には、前記隣り合うセグメント同士で連続するように凹部が形成されて、前記凹部の底面がコンクリート面であり、
前記板状部材と前記第１ボルトの頭部と前記第２ボルトの頭部とが前記凹部内に収容されて、前記板状部材が前記凹部の底面に当接し、
前記トンネルの施工方法は、
前記覆工体の一部であるセグメント群であって、前記継手構造により連結されて組み立てられた前記セグメント群において、前記連結手段を前記セグメント群から撤去すること、及び、
前記連結手段が撤去された前記セグメント群をシールド掘進機のカッタヘッドで切削すること、
を含む、トンネルの施工方法。 A tunnel construction method including assembling arc-shaped concrete segments in a tunnel circumferential direction to form segment rings, and connecting adjacent segment rings in a tunnel axial direction to form a cylindrical lining body,
The joint structure is a joint in which the ends of adjacent segments are butted together,
The joint structure includes:
a first insert member made of resin embedded in an end portion of one of the segments;
a second insert member made of resin embedded in an end portion of the other segment;
a metal connecting means for connecting the first insert member and the second insert member;
Equipped with
the connecting means includes a first bolt, a second bolt, and a plate-like member,
The first insert member has a female thread portion into which the male thread portion of the first bolt is screwed,
The second insert member has a female thread portion into which the male thread portion of the second bolt is screwed,
the plate-like member is disposed so as to straddle the ends of the adjacent segments,
A first insertion hole through which the male thread portion of the first bolt is inserted and a second insertion hole through which the male thread portion of the second bolt is inserted are formed through the plate-like member,
a recess is formed on an inner surface of the adjacent segments so as to be continuous with the adjacent segments , and a bottom surface of the recess is a concrete surface;
the plate-like member, the head of the first bolt, and the head of the second bolt are housed in the recess , and the plate-like member abuts against a bottom surface of the recess;
The tunnel construction method includes:
In a segment group that is a part of the lining body and is connected and assembled by the joint structure, removing the connection means from the segment group; and
Cutting the group of segments from which the connecting means have been removed with a cutter head of a shield tunneling machine;
A tunnel construction method, including:
前記第１インサート部材の雌ねじ部が前記第１インサート部材の一端側に形成され、The female thread portion of the first insert member is formed on one end side of the first insert member,
前記第１インサート部材の一端が前記一方のセグメントの前記凹部の底面にて露出し、One end of the first insert member is exposed at a bottom surface of the recess of the one segment,
前記第２インサート部材の雌ねじ部が前記第２インサート部材の一端側に形成され、The female thread portion of the second insert member is formed on one end side of the second insert member,
前記第２インサート部材の一端が前記他方のセグメントの前記凹部の底面にて露出する、請求項１に記載のトンネルの施工方法。A tunnel construction method as described in claim 1 , wherein one end of the second insert member is exposed at a bottom surface of the recess of the other segment.
前記一方のセグメントの端部に埋設された樹脂製の第１環状部材と、
前記他方のセグメントの端部に埋設された樹脂製の第２環状部材と、
を更に備え、
前記第１インサート部材は、前記第１環状部材内を貫通するように延在しており、
前記第２インサート部材は、前記第２環状部材内を貫通するように延在している、請求項１又は請求項２に記載のトンネルの施工方法。 The joint structure includes:
a first annular member made of resin and embedded in an end portion of the one of the segments;
a second annular member made of resin embedded in an end portion of the other segment ;
Further comprising:
The first insert member extends through the first annular member,
3. A tunnel construction method as described in claim 1 or claim 2, wherein the second insert member extends so as to penetrate through the second annular member.
前記板状部材の前記第２挿通孔の内径が、前記第２ボルトの雄ねじ部の外径よりも大きく形成され、
前記第１ボルトにおける頭部と雄ねじ部との間の部分である首部は、円錐台状に形成されて、前記第１ボルトの頭部から雄ねじ部に向かうほど縮径するテーパ形状をなし、
前記第２ボルトにおける頭部と雄ねじ部との間の部分である首部は、円錐台状に形成されて、前記第２ボルトの頭部から雄ねじ部に向かうほど縮径するテーパ形状をなし、
前記第１ボルトの首部のテーパ形状に対応するように、前記板状部材の前記第１挿通孔にはテーパ面が形成され、
前記第２ボルトの首部のテーパ形状に対応するように、前記板状部材の前記第２挿通孔にはテーパ面が形成される、請求項１～請求項４のいずれか１つに記載のトンネルの施工方法。 An inner diameter of the first insertion hole of the plate-like member is larger than an outer diameter of the male thread portion of the first bolt,
The inner diameter of the second insertion hole of the plate-shaped member is larger than the outer diameter of the male thread portion of the second bolt,
a neck portion between the head and the male thread portion of the first bolt is formed in a truncated cone shape and has a tapered shape that decreases in diameter from the head of the first bolt toward the male thread portion,
a neck portion between the head and the male thread portion of the second bolt is formed in a truncated cone shape and has a tapered shape that decreases in diameter from the head of the second bolt toward the male thread portion,
a tapered surface is formed in the first insertion hole of the plate-like member so as to correspond to a tapered shape of a neck portion of the first bolt;
A tunnel construction method as described in any one of claims 1 to 4, wherein a tapered surface is formed in the second insertion hole of the plate-like member to correspond to the tapered shape of the neck of the second bolt.
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